Image default

Neutrinodetecties maken energieplaatje van de zon compleet

Natuurkundigen hebben het laatste puzzelstukje gevonden van het vraagstuk van de energieproductie van de zon.
Via de detectie van neutrino’s, bijna ongrijpbare neutrale deeltjes, die afkomstig zijn uit de kern van de zon, hebben zij aangetoond dat een klein deel van de energie die onze ster produceert afkomstig is van fusiereacties waarbij koolstof- en stikstofkernen betrokken zijn.
Het leeuwendeel van de energie die de zon produceert is afkomstig van waterstoffusie.
In het centrum van de zon zijn temperatuur en druk dermate hoog dat waterstofkernen kunnen samensmelten tot heliumkernen.
Bij dit proces, dat de proton-protoncyclus wordt genoemd, ‘verdwijnt’ een beetje massa, die in energie wordt omgezet.
Dat is echter niet de enige manier waarop de zon energie kan produceren.
In haar kern zou zich nog een tweede, ingewikkeldere keten van fusiereacties moeten afspelen waarbij koolstof als katalysator fungeert.
Het netto resultaat van deze zogeheten koolstof-stikstofcyclus is gelijk aan dat van de proton-protoncyclus: vier waterstofkernen worden omgezet in één heliumkern.
Bij beide reactieketens komen neutrino’s vrij, maar die hebben niet dezelfde energieën.
Deze lichte deeltjes laten zich echter moeilijk detecteren en daarbij komt nog dat de koolstof-stikstofcyclus minder dan een procent bijdraagt aan de energieproductie van de zon. Vandaar dat het tot nu toe alleen was gelukt om neutrino’s van de proton-protoncyclus te detecteren.
Met behulp van de Borexino-neutrinodetector, die op een kilometer diepte in een Italiaans bergmassief is gestationeerd, is het nu voor het eerst ook gelukt om de neutrino’s van de koolstof-stikstofcyclus op te vangen.
Borexino bestaat uit een reusachtige nylonballon, gevuld met vloeibare koolwaterstoffen, die ondergedompeld is in water.
Het overgrote deel van de neutrino’s van de zon gaat ongehinderd door de aarde en Borexino heen, maar zo af en toe komt er een in botsing met een elektron van de koolwaterstoffen. De lichtflitsjes die daarbij ontstaan worden door Borexino gedetecteerd.
De nieuwe detecties maken niet alleen het ‘energieplaatje’ van de zon compleet, ze geven ook informatie over de samenstelling van de materie in de kern van de zon, en dan met name de concentratie van elementen zwaarder dan helium.
De Borexino-resultaten wijzen erop dat die samenstelling ongeveer gelijk is aan die van de materie aan het zonneoppervlak.
Dat lijkt ook evident, maar andere recente onderzoeken leken dat in twijfel te trekken. (EE) (Image Credit: Detlev Van Ravenswaay/Science Photo Library)

Ook interessant

ALMA-radiotelescoop ontdekt mogelijk spoor van neutronenster in supernova 1987A

stipmedia

Restanten ontdekt van ‘primitieve’ sterrenhoop

stipmedia

Jonge zonnestelsels produceren hun eigen radioactieve aluminium

stipmedia

Zeldzame ijzermeteorieten lijken afkomstig van een half gesmolten planetesimaal

stipmedia

De Perseïden: een meteorenzwerm om U tegen te zeggen!

stipmedia

Spectaculaire ultraviolette flits waargenomen bij supernova-explosie

stipmedia